přednášky zs_200 8 -0 9

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0

99Fyziologie rostlin_Fyziologie rostlin_PFPF

Fotosyntéza IIFotosyntéza II

Jiří Šantrůček

Přírodovědecká fakulta Jihočeské univerzity, Katedra fyziologie rostlin aBC AV ČR, Ústav molekulární biologie rostlin, České Budějovice

e-mail: [email protected]

Úvod:Růst podmíněnvýměnou látek vuzavřeném cyklu(biogeochemickécykly – nutný vstup energie)

Vše pochází ze slunce …Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Člověk když jí, tak roste.Ale z čeho roste strom …?Co jí ?

Z vody.Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Joseph Priestley (1733-1804) anglický chemik, filozof, duchovní a pedagog. Proslavil se jako objevitel oxidu uhličitého a spoluobjevitel kyslíku. Hájil flogistonovou teorii. Flogiston=substance, která ozdravuje vzduch „vitiated by animal respiration“

Ale nejen z vody …Také vyměňuje něco se vzduchem

(flogiston) 1770

O sto šedesát let později :

Ingen-Housz: jen zelené části rostlin mají tuto schopnost (1779)Liebig (německý chemik, 1840): jediným zdrojem uhlíku pro rostliny je CO2 v atmosféře

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Z čeho roste strom?

(Jaké látky z okolí jsou potřeba k fotosyntéze ?)

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Asimilace COAsimilace CO22 rostlinami rostlinami

M. Calvin (1911-1997)Nobelova cena za chemii 1961

Malvin Calvin, Andrew Benson a James A. Bassham

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Calvin-BensonCalvin-Bensonův ův cykluscyklus(PCR) (PCR)

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Fotosyntetické procesy v chloroplastech - souhrn

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Schéma a stechiometrieCalvinova cyklu

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Jaká je energetická potřebapro fixaci jedné molekuly CO2?

Která fáze je energeticky nejnáročnější?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


V jaké látce dále využitelnév metabolismu se prvně objevínově asimilovaný uhlík?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Všimněte si jak se strukturou molekulyliší první a konečný produkt redukčnífáze Calvinova cyklu.

Ale co enzymy?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


RubiscoRubisco

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


RubiscoRubisco

Rubisco z 8 malých podjednotek(červeně, viditelné 4) a osmivelkých podjednotek (modře azeleně dimery). Katalytickécentrum je na velkých, které jsoukódovány v DNA chloroplastu.Malé jsou kódované v jádře.

Je to nejčetnější protein na Zemi.

(Na každého z nás lidí prý připadá 10 kg dusíku, který je„angažován“ v Rubisco)

Russia Bisquit Company ?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Odštěpenífosforylovanéhocukru

karbamylacena lyzinu v RC

Vazba Mg

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


1.

2.

3.

Tři kroky nutné pro to, aby Rubiscomohla karboxylovat RuBP (aktivace).

FotorespiraceFotorespirace

Na Rubisco soutěží o vazbu CO2 a kyslík (Karboxylace nebo Oxygenace)

PCR cyklus Glykolátový cyklus

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


CO2

První stabilní produkty asimilace COPrvní stabilní produkty asimilace CO22

První stabilní produkty oxygenace První stabilní produkty oxygenace

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Co je důsledkem oxygenační aktivity Rubisco ?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


COCO22 koncentrační koncentrační

mechanismy, mechanismy, C4, CAM C4, CAM

Kde v přírodě mají (měly) rostliny málo CO2 ?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


rubisco

PEP-karboxyláza

CO2

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


věnčitá anatomie (1905)Kortschak (1950)Hatch, Slack (1955-70)

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Objev C4 mechanismu fotosyntetické asimilace CO2

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Procesy C4 fotosyntézy a jejich rozdělení v buňkách

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


C4 fotosyntéza bez věnčité anatomie listu?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


C4 fotosyntéza a změny CO2 v atmosféře: čím více tím hůře

Jaký je klíčový enzym C4 fotosyntézy ?Jaké ekologické prostředí preferují C4 rostliny?

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


CAM rostlinyCAM rostlinyCrasulaceae Acid MetabolismCrasulaceae Acid Metabolism

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


CAM rostliny

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Produkce cukru a Produkce cukru a škrobu, asimilátyškrobu, asimiláty

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


Faktory prostředí a Faktory prostředí a fotosyntézafotosyntéza

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


CO2 křivka fotosyntézy

Světelná křivka fotosyntézy

Pře

dn

ášk

y Z

S_2

00P

řed

náš

ky

ZS

_200

88 -0-0


přednášky zs_200 8 -0 9

Documents